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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Blitzschutzvorrichtung und insbesondere eine Blitzschutzvorrichtung
des Typs, die ein Isolierrohr aufweist, in dem ein
nicht-lineares Widerstandselement untergebracht ist.
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Hauptsächlich zur Anbringung an Schaltstationen und
ähnlichen Einrichtungen vorgesehene
Blitzschutzvorrichtungen sind derart konstruiert, daß beim Anlegen einer
Überspannung durch einen Blitzschlag Strom zur Erde
abgeleitet wird, um die Überspannung zu verringern.
Heutzutage wird bei derartigen Blitzschutzvorrichtungen
allgemein ein prinzipiell aus Zinkoxid (ZnO), einer Art
von neuem keramischen Material, zusammengesetztes
nichtlineares Widerstandselement verwendet.
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Die Fign. 1 und 2 zeigen als Beispiel eine in der
Japanischen Gebrauchsmuster-Veröffentlichungsschrift Nr. 59-
7584 (1984) offenbarte Blitzschutzvorrichtung, bei der
ein derartiges herkömmliches nicht-lineares
Widerstandselement verwendet wird.
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In Fig. 1 ist dargestellt, daß in einem Isolierrohr 1
ein Zinkoxidelement 2, d.h. ein nicht-lineares
Widerstandselement, das auf einer Stützbasis 3 gelagert ist,
untergebracht ist. Bei 4 ist eine Schraubenfeder zum
Befestigen des Zinkoxidelements 2 gezeigt. Das
Isolierrohr 1 ist an seinem oberen und an seinem unteren Ende
durch eine obere Platte 5 und eine untere Platte 6
abgedichtet. Ein in dem Zinkoxidelement 2 fließender, durch
den Pfeil a angezeigter innerer Strom und ein entlang
der Oberfläche des Isolierrohres 1 fließender, durch den
Pfeil b angezeigter äußerer Strom sind voneinander durch
einen Isolierring 7 getrennt.
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Fig. 2 ist eine Detailansicht eines unteren Bereichs der
Anordnung von Fig. 1. In Fig. 2 ist ein Metallflansch
101 zum Befestigen der unteren Platte 6 und des
Isolierringes 7 mit dem unteren Ende des Isolierrohres 1
verbunden und Schrauben 8 zum Befestigen der unteren Platte
6 und des Isolierringes 7 sind durch
Isolierunterlegscheiben 9 hindurch an den Metallflansch 101 geklemmt.
Zwischen die Unterseite des Isolierrohres 1 und die
untere Platte 6 ist ein O-Ring 10 oder eine Dichtung
geschoben, um das Innere des Rohres 1 luftdicht zu
halten. Ein Innenraum des Isolierrohres 1 steht durch ein
Lüftungsloch 301 der Stützbasis 3 mit der Oberseite
einer in der unteren Platte 6 ausgebildeten
membranähnlichen Berstplatte 601 in Verbindung. Die untere Platte
6 ist mit einer sich seitlich erstreckenden
Erdungsklemme 602 versehen. Pfeil c zeigt das Strömen eines
Innengases im Fall des Ansteigens des Innendrucks.
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Bei der Blitzschutzvorrichtung, die wie oben beschrieben
angeordnet ist, ist es erforderlich, daß deren Erdungs-
Unterseitenbereich die drei folgenden Funktionen ausübt:
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(1) Halten des Inneren des Isolierrohres im
luftdichten Zustand;
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(2) Auslassen von Innengas durch die Berstplatte
während eines möglichen Innendruckanstiegs im Falle
eines inneren Kurzschlusses; und
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(3) Trennen des in dem Zinkoxidelement fließenden
Stroms von dem entlang der Außenfläche des Isolierrohres
fließenden Stroms.
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Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung werden die
Funktionen (1) und (2) von der unteren Platte 6 erfüllt und
die Funktion 3 durch den Isolierring 7 und die
Isolierunterlegscheibe 9.
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Fig. 3 zeigt eine andere Form einer
Blitzschutzvorrichtungsanordnung, bei der eine Isolier-Klemmenplatte 11,
die eine darin eingelassene Erdungsklemme 1101 aufweist,
mit der Unterseite des Metallflansches 101 verbunden
ist, wobei eine Berstplatte 12 gleichmäßig von einem
Metallring 13 gedrückt und durch Schrauben 8 an der
Unterseite der Isolier-Klemmenplatte 11 festgeklemmt
ist. In einem Isolator 1102 der Isolier-Klemmenplatte 11
ist ein Lüftungsloch 1103 ausgebildet, das durch einen
Innenraum des Isolierrohres 1 mit der Oberseite der
Berstplatte 12 in Verbindung steht.
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Durch diese Anordnung wird dem Punkt 1 der drei
obenerwähnten Anforderungen durch die Isolier-Klemmenplatte
11 und die Berstplatte 12 entsprochen, dem Punkt 2 durch
die Berstplatte 12 und Punkt 3 durch die
Isolier-Klemmenplatte 11.
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Bei der Blitzschutzvorrichtung nach dem Stand der
Technik ist deren erdungsseitiger Endbereich in der oben
beschriebenen Weise konstruiert und dementsprechend
werden die geforderten drei Funktionen durch eine
Kombination von zwei oder mehr Teilen durchgeführt. Dadurch
ist natürlich eine relativ hohe Anzahl an Teilen
beteiligt, was unter dem Gesichtspunkt des Zusammenbaus und
der Kosten nachteilig ist.
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Die Erfindung wurde im Hinblick auf den oben erwähnten
Nachteil der Anordnung nach dem Stand der Technik
gemacht, und es ist beabsichtigt, eine
Blitzschutzvorrichtung zu schaffen, die eine geringere Anzahl an Teilen
aufweist und bei der der Zusammenbau vereinfacht ist,
weil ein einziges Teil zum Ausführen der drei von dem
Gerät geforderten Funktionen konzipiert ist, und die
kostengünstiger ist.
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Eine erfindungsgemäße Blitzschutzvorrichtung ist in
Anspruch 1 definiert und weist ein einstückig
ausgebildetes Metallteil auf, das sowohl die Funktion einer
Erdungsklemme als auch die einer Berstplatte ausübt,
wobei das Metallteil einstückig mit einem
Isolationsniaterial geformt ist und als solches an dem Erdungsende
eines Isolierrohres angebracht ist.
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Die obigen und weitere Aufgaben und Merkmale der
Erfindung werden deutlicher anhand der folgenden
ausführlichen Beschreibung mit den beigefügten Zeichnungen.
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Fig. 1 ist eine längsgeschnittene Ansicht, die als
Beispiel eine generelle Anordnung einer
Blitzschutzvorrichtung nach dein Stand der Technik zeigt;
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Fig. 2 ist eine längsgeschnittene Ansicht, die eine
detaillierte Anordnung deren erdungsklemmenseitigen
Endbereichs zeigt;
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Fig. 3 ist eine längsgeschnittene Ansicht, die eine
weitere Anordnung nach dem Stand der Technik zeigt;
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Fig. 4 ist eine längsgeschnittene Ansicht, die als
Beispiel eine generelle Anordnung einer erfindungsgemäßen
Blitzschutzvorrichtung zeigt;
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Fig. 5 ist eine längsgeschnittene Ansicht, die deren
erdungsklemmenseitigen Endbereich im Detail zeigt; und
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Fig. 6 ist eine längsgeschnittene Ansicht, die den
gleichen Bereich eines anderen Ausführungsbeispiels
zeigt.
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Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden nunmehr im Zusammenhang mit den relevanten der
beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 4 ist eine längs geschnittene Ansicht, die als
Beispiel die generelle Anordnung einer erfindungsgemäßen
Blitzschutzvorrichtung zeigt.
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In Fig. 4 ist ein auf einer Stützbasis 3 gelagertes
Zinkoxidelement 2, d.h. ein nicht-lineares
Widerstandselement, in einem Isolierrohr 1 untergebracht. Das
Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Schraubenfeder zum
positionsmäßigen Befestigen des Zinkoxidelementes 2.
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An seinem oberen Ende ist das Isolierrohr 1 mit einer
oberen Platte 5 abgedichtet und an seinem unteren Ende
mit einer die Erfindung kennzeichnenden Isolierplatte
14. Ein durch den Pfeil a angezeigter, durch das
Zinkoxidelement 2 fließender Innenstrom und ein durch den
Pfeil b angezeigter, entlang der Oberfläche des
Isolierrohres 1 fließender Außenstrom sind durch die
Isolierplatte 14 getrennt.
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Fig. 5 ist eine längsgeschnittene Ansicht und zeigt im
einzelnen ein erstes Ausführungsbeispiel des
erdungsseitigen
Endbereichs der erfindungsgemäßen
Blitzschutzvorrichtung.
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Außerdem besteht die Isolierplatte 14 aus Polyester,
Epoxidharz oder Phenolharz.
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Bei diesem in Fig. 5 gezeigten ersten
Ausführungsbeispiel ist die Isolierplatte 14 an dem erdungsseitigen
Endbereich des Isolierrohres 1 angebracht, wobei die
Isolierplatte 14 ein charakteristisches Merkmal der
Erfindung darstellt. Die Isolierplatte 14 ist derart
geformt, daß sie ein Metallteil umschließt, das
einstückig aus einer Berstplatte 1403 und einer
Erdungsklemme 1401 ausgebildet ist.
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Die Anordnung des erdungsseitigen Endbereichs des
Isolierrohres 1 wird nunmehr im einzelnen beschrieben.
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Ein Metallflansch 101 ist mit dem Außenumfang des
erdungsseitigen Endbereichs des Isolierrohres 1 verbunden
und die Isolierplatte 14 ist mit Schrauben 8 durch
Isolierunterlegscheiben 13 hindurch an den Metallflansch
101 geklemmt.
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Zwischen der Endfläche des Isolierrohres 1 und dem
Metallteil ist ein O-Ring 10 oder eine Dichtung
angeordnet, wodurch das Innere des Isolierrohres 1 luftdicht
gehalten ist.
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Ein mittlerer Bereich der Berstplatte 1403 ist in
meinbranähnlicher Struktur gestaltet und zwischen dem
membranähnlichen Bereich und der Stützbasis 3 ist ein Raum
30 begrenzt. Dieser Raum 30 steht mit dem Inneren des
Isolierrohres 1 durch ein sich durch die Stützbasis 3
erstreckendes Lüftungsloch 301 in Verbindung. Wenn daher
in dem Isolierrohr 1 der Innendruck ansteigt, strömt ein
Gasstrom vom Inneren des Isolierrohres 1 zu der
Berstplatte 1403 durch das Lüftungsloch 301, wodurch die
Berstplatte 1403 birst, um den Druck freizusetzen.
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Eine Erdungsklemme 1401 ist sich seitlich von der
Isolierplatte 14 erstreckend ausgebildet.
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Da die Blitzschutzvorrichtung der vorliegenden Erfindung
wie oben beschrieben konstruiert ist, erfolgt die
Durchführung der oben erwähnten drei Funktionen, nämlich (1)
das Halten des Isolierrohres im luftdichten Zustand, (2)
der Gasauslaß im Falle eines im Inneren des
Isolierrohres ansteigenden Gasdruckes, und (3) die Trennung des in
dem Zinkoxidelement fließenden Stromes von dem entlang
der Außenfläche des Isolierrohres fließenden Stromes,
durch ein einziges Teil, nämlich die Isolierplatte 14.
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Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der
O-Ring zwischen dem Isolierrohr 1 und dem Metallteil,
das sowohl die Erdungsklemme 1401 als auch die
Berstplatte 1403 bildet, angeordnet, jedoch kann der O-Ring
auch alternativ dazu, wie in Fig. 6 als zweites
Ausführungsbeispiel gezeigt, zwischen der Isolierplatte 14 und
dem Isolierrohr 1 angeordnet sein.
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Wie oben beschrieben, wird erfindungsgemäß die
Ausführung der drei für den erdungsseitigen Endbereich des
Isolierrohres erforderlichen Funktionen, nämlich das
Halten des Isolierrohrinneren im luftdichten Zustand,
das Freisetzen von Gas im Fall des Ansteigens des
Innendrucks in dem Isolierrohr und das getrennte Entnehmen
von Strömen durch Isolierung zwischen dem Inneren und
dem Äußeren des Isolierrohres, durch nur ein Teil
gewährleistet.